一氧化二氮诱导葡萄多倍体化：基因型依赖性效应与育种应用潜力

这篇研究探讨了一氧化二氮（N2 O）处理对葡萄（Vitis vinifera L.）种子萌发阶段多倍体诱导的效果，通过不同压力（2.5-10 bar）和时长（24-72 h）组合，结合存活率、气孔特征、叶绿体计数及流式细胞术（FC）分析，发现GU品种中一例三倍体/近三倍体（核DNA含量1.57 pg/2C），揭示了N2 O的基因型依赖性作用，为葡萄抗逆育种提供了新思路。

　　

引言

全球葡萄育种领域亟需适应环境与市场需求的新品种，多倍体化因其增强抗逆性和改良品质的潜力成为研究热点。本研究聚焦一氧化二氮（N₂
O）对葡萄种子多倍体诱导的效应，填补了该气体在葡萄育种中应用的知识空白。

材料与方法

实验选用三个葡萄品种（Ek?i Kara、G?k üzüm、Trakya ?lkeren），对萌发种子施加不同压力（2.5-10 bar）和时长（24-72 h）的N₂
O处理。通过存活率统计、气孔大小/密度测量、叶绿体计数及流式细胞术（FC）分析，筛选潜在多倍体。以四倍体品种Kyoho为参照，番茄（1.99-2 pg/2C）作为外标。

结果

存活率：GU品种在7.5 bar/24 h处理下存活率最高（83%），而TI品种整体存活率最低（26.66%）。
形态特征：筛选出的GU后代气孔宽度（25.34 μm vs 20.25 μm）和长度（45.09 μm vs 31.02 μm）显著大于二倍体对照，叶绿体数增至25个/气孔（二倍体约20个）。
基因组分析：FC检测显示一例GU后代核DNA含量达1.57 pg/2C（1C基因组768 Mbp），显著高于二倍体亲本（0.82-1.15 pg/2C），接近三倍体范围。

讨论

N₂
O的诱导效率呈现基因型依赖性，与处理参数（压力、时长）无明确线性关系。气孔特征虽可作为初筛指标，但需FC验证（29例形态异常中仅1例确认多倍体）。与体外研究相比，体内多倍体诱导率较低（<1/1000），可能与细胞分裂同步性及气体渗透效率有关。

结论

N₂
O成功诱导GU品种产生三倍体/近三倍体后代，其基因组稳定性有待长期评估。该技术为葡萄抗逆育种和品质改良提供了新工具，但需优化处理条件以提高效率。